Cường độ âm thanh: xác định bởi hệ thính giác

2021-09-20 12:48 PM

Sự thay đổi trong cường độ âm thanh mà tai có thể nghe và phân biệt được, cường độ âm thanh thường được thể hiện bằng hàm logarit của cường độ thực tế của chúng.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Cường độ được xác định bởi hệ thính giác bằng ít nhất ba cách.

Một là khi âm thanh lớn hơn, biên độ rung của màng nền và tế bào lông cũng tăng theo vì vậy tế bào lông kích thích đầu thần kinh tận cùng với tốc độ nhanh hơn.

Hai là, khi biên độ rung tăng lên, nó làm cho càng nhiều tế bào lông trên rìa của phần cộng hưởng của màng nền được kích thích, vì vậy gây ra sự cộng kích thích theo không gian - đó là sự dẫn truyền qua nhiều sợi thần kinh hơn.

Ba là, tế bào lông bên ngoài không được kích thích đáng kể cho đến khi màng nền rung đạt tới cường độ cao, và sự kích thích của các tế bào có thể báo cho hệ thần kinh biết âm thanh lớn.

Nhận biết sự thay đổi cường độ - Quy luật năng lượng

Diễn giải sự thay đổi về cường độ của kích thích cảm giác là tương quan với một hàm nghịch đảo lũy thừa của cường độ thực tế. Còn đối với âm thanh, cảm giác nhận được tương đương với căn bậc ba của cường độ âm thanh thực tế. Để diễn giải khái niệm này bằng cách khác, tai có thể phân biệt sự khác nhau về cường độ âm thanh từ tiếng thì thào nhẹ nhất cho đến những tiếng ồn lớn nhất có thể, tương ứng với tăng một tỷ tỷ lần về năng lượng âm thanh hoặc một triệu lần về biên độ vận động của màng nền. Chưa hết, tai nhận thấy nhiều khác biệt hơn về mức âm thanh như thay đổi xấp xỉ 10,000 lần. Vì vậy, cường độ âm thanh đã được “nén” rất nhiều bởi hoạt động tri giác âm thanh của hệ thính giác, điều này cho phép một người có thể phân biệt được sự khác nhau về cường độ âm thanh trong một phạm vi rộng hơn nhiều nếu như cường độ âm thanh không được nén xuống.

Đơn vị decibel

Bởi vì sự thay đổi trong cường độ âm thanh mà tai có thể nghe và phân biệt được, cường độ âm thanh thường được thể hiện bằng hàm logarit của cường độ thực tế của chúng. Tăng 10 lần năng lượng âm thanh được gọi là 1 bel và 0.1 bel gọi là 1 decibel. Một decibel tương ứng với tăng 1.26 lần về năng lượng âm thanh.

Một lý do khác để sử dụng hệ đơn vị decibel để thể hiện sự thay đổi về độ lớn, trong phạm vi cường độ âm thanh bình thường trong giao tiếp, tai có thể phân biệt được sự thay đổi khoảng 1 decibel về cường độ âm thanh.

Ngưỡng nghe âm thanh tại những tần số khác nhau

Ngưỡng áp suất mà tại đó âm thanh có tần số khác nhau chỉ có thể vừa đủ nghe bằng tai. Chứng minh rằng một âm thanh có tần số 3000 chu kì/giây có thể được nghe thậm chí khi cường độ của nó thấp bằng 70 decibel dưới 1 dyne/cm2 mức áp suất âm, bằng 10 phần triệu microwatt mỗi centimet vuông. Ngược lại, một âm thanh có tần số 100 chu kì/giây có thể được phát hiện khi cường độ của nó lớn gấp 10,000 lần như này.

Mối liên hệ giữa ngưỡng nghe và ngưỡng nhận

Hình. Mối liên hệ giữa ngưỡng nghe và ngưỡng nhận thức thẩm mỹ (ngưỡng nhạy cảm và xúc giác) với mức năng lượng âm thanh tại mỗi tần số âm thanh.

Phạm vi tần số của thính giác

Tần số âm thanh mà một người trẻ tuổi có thể nghe là từ 20 đến 20,000 chu kì/giây. Mặc dù vậy, ta có thể thấy rằng phạm vi tần số âm thanh phụ thuộc nhiều vào độ lớn âm thanh. Nếu độ lớn là 60 decibel dưới 1 dyne/cm2 mức áp suất âm thanh, thì phạm vi âm thanh vào khoảng 500 đến 5000 chu kì; chỉ âm thanh có cường độ lớn mới đạt được phạm vi toàn bộ từ 20 đến 20,000 chu kì. Ở tuổi cao, phạm vi tần số này thường thu hẹp hơn vào khoảng từ 50 đến 8000 chu kì/giây hoặc ít hơn.

Bài viết cùng chuyên mục

Tăng huyết áp nguyên phát (essential): sinh lý y học

Đa số bệnh nhân tăng huyết áp có trọng lượng quá mức, và các nghiên cứu của các quần thể khác nhau cho thấy rằng tăng cân quá mức và béo phì có thể đóng 65-75 phần trăm nguy cơ phát triển bệnh tăng huyết áp nguyên phát.

Đại cương sinh lý thận tiết niệu

Chức năng nội tiết: thận bài tiết ra các hormon để tham gia điều hòa huyết áp, kích thích sản sinh hồng cầu và góp phần vào chuyển hóa Calci

Tiểu thể Pacinian: điện thế nhận cảm và ví dụ về chức năng của receptor

Tiểu thể Pacinian có một sợi thần kinh trung tâm kéo dài suốt lõi tiểu thể. Bao quanh sợi thần kinh trung tâm này là các lớp vỏ bọc khác nhau xếp đồng tâm, và do vậy, sự đè ép ở bất kì vị trí nào bên ngoài tiểu thể sẽ kéo giãn.

Vận mạch: trao đổi máu qua thành mao mạch

Máu thường không chảy liên tục trong các mao mạch mà ngắt quãng mỗi vài giây hay vài phút. Nguyên nhân do hiện tượng vận mạch, tức là sự đóng mở từng lúc của cơ thắt trước mao mạch.

Năng lượng yếm khí so với hiếu khí trong cơ thể

Năng lượng ATP có thể sử dụng cho các hoạt động chức năng khác nhau của tế bào như tổng hợp và phát triển, co cơ, bài tiết, dẫn truyền xung động thần kinh, hấp thu tích cực.

Kiểm soát hệ thần kinh tự chủ của hành cầu và não giữa

Liên quan mật thiết với các trung tâm điều hòa hệ tim mạch ở thân não là các trung tâm điều hòa hệ hô hấp ở hành não và cầu não. Mặc dù sự điều hòa hệ hô hấp không được xem là tự chủ, nó vẫn được coi là một trong các chức năng tự chủ.

Các phản xạ tự chủ của hệ thần kinh

Nhiều chức năng nội tạng của cơ thể được điều chỉnh bởi các phản xạ tự chủ. Một vài phản xạ của hệ tim mạch giúp kiểm soát huyết áp động mạch và tần số tim. Một trong nhưng phản xạ đó là phản xạ baroreceptor.

Aldosterol kích tích vận chuyển Natri và Kali vào trong các tế bào tuyến

Aldosterol kích tích vận chuyển Natri và Kali vào trong các tế bào tuyến mồ hôi, tuyến nước bọt và tế bào biểu mô ruột.

Tính nhịp điệu của mô dễ bị kích thích phóng điện lặp lại

Các dòng chảy của các ion kali tăng lên mang số lượng lớn của các điện tích dương ra bên ngoài của màng tế bào, để lại một lượng đáng kể ion âm hơn trong tế bào xơ hơn trường hợp khác.

Sự nhạy cảm quá mức của các cơ quan chịu sự chi phối của hệ giao cảm và phó giao cảm sau khi loại bỏ dây thần kinh

Nguyên nhân của sự nhạy cảm quá mức mới chỉ được biết một phần. Là số lượng các receptor trên màng sau synap của các tế bào đích đôi khi tăng lên vài lần ở vị trí noradrenalin hoặc acetylcholin không còn được giảI phóng vào các synap.

Phát hiện mầu sắc bằng tương phản mầu sắc

Cơ chế của phân tích phát hiện màu sắc phụ thuộc vào sự tương phản màu sắc, gọi là “đối thủ màu sắc”, kích thích các tế bào thần kinh đặc hiệu.

Hệ thống chuyển hóa cơ trong tập luyện thể thao

Một đặc điểm đặc biệt của sự chuyển đổi năng lượng từ phosphocreatine thành ATP là nó xảy ra trong vòng một phần nhỏ của một giây. Do đó, tất cả năng lượng gần như ngay lập tức có sẵn cho sự co cơ, cũng như là năng lượng được lưu trữ trong ATP.

Vi tuần hoàn não: hệ thống mao mạch não

Thành của các tiểu động mạch nhỏ sát mao mạch trở lên rất dày ở những người có tăng huyết áp, và các tiểu động mạch đó duy trì tình trạng co thắt rõ rệt liên tục nhằm ngăn áp lực cao truyền đến mao mạch.

Dẫn truyền âm thanh từ màng nhĩ đến ốc tai: phối hợp trở kháng bởi xương con

Các xương con của tai giữa được treo bởi các dây chằng trong đó xương búa và xương đe kết hợp để hoạt động như một đòn bẩy, điểm tựa của nó ở ranh giới của màng nhĩ.

Rung nhĩ: rối loạn nhịp tim

Rung nhĩ có thể trở lại bình thường bằng shock điện. Phương pháp này về cơ bản giống hệt với shock điện khử rung thất- truyền dòng diện mạnh qua tim.

Cảm giác tư thế: cảm giác cảm thụ bản thể

Sự nhận thức về tư thế, gồm cả động và tĩnh, phụ thuộc vào nhận biết về mức độ gập góc của tất cả các khớp trong các mặt phẳng và sự thay đổi tốc độ của chúng.

Cơn nhịp nhanh nhĩ: rối loạn nhịp tim

Nhanh nhĩ hay nhanh bộ nối (nút), cả hai đều được gọi là nhịp nhanh trên thất, thường xảy ra ở người trẻ, có thể ở người khỏe mạnh, và những người này thông thường có nguy cơ nhịp nhau sau tuổi vị thành niên.

Trung tâm hô hấp: điều hòa chức năng hô hấp

Các trung tâm hô hấp bao gồm các nhóm tế bào thần kinh nằm song song hai bên ở hành tủy và cầu não của thân não. Nó được chia thành ba nhóm noron chính.

Vỏ não thị giác: sáu lớp sơ cấp phân khu

Vỏ não thị giác được tổ chức cấu trúc thành hàng triệu cột dọc của tế bào thần kinh, mỗi cột có đường kính từ 30 đến 50 micromet. Tổ chức cột dọc tương tự cũng được tìm thấy trên khắp vỏ não chi phối các giác quan khác.

Nồng độ canxi và phosphate dịch ngoại bào liên quan với xương

Tinh thể xương lắng đọng trên chất căn bản xương là hỗn hợp chính của calcium và phosphate. Công thức chủ yếu của muối tinh thể, được biết đến như là hydroxyapatit.

Hệ số lọc của mao mạch

Để ngăn chặn sự tích lũy của dịch dư thừa trong khoảng kẽ sẽ yêu cầu tốc độ dòng chảy chất lỏng vào hệ thống bạch huyết tăng 68 lần, một lượng mà là 2-5 lần cũng là quá nhiều cho các mạch bạch huyết mang đi.

Các yếu tố gây ra điện thế hoạt động

Sự khởi đầu của điện thế hoạt động cũng làm cho cổng điện thế của kênh kali mở chậm hơn một phần nhỏ của một phần nghìn giây sau khi các kênh natri mở.

Cơ chế hô hấp trong khi vận động

Phân tích nguyên nhân gây ra sự gia tăng thông khí trong quá trình vận động, một trong những nguyên nhân gây tăng thông khí là do tăng CO2 máu và hydrogen ions, cộng với sự giảm O2 máu.

Hệ thống thần kinh của ruột: chi phối thần kinh đường tiêu hóa

Mặc dù hệ thần kinh ruột có chức năng độc lập với hệ thần kinh ở bên ngoài, nhưng khi bị kích thích bởi hệ giao cảm và phó giao cảm có thể làm tăng hoặc giảm chức năng của ruột, điều này chúng ta sẽ thảo luận sau.

Đái tháo đường type 1: thiếu hụt sản xuất insulin

Tổn thương tế bào beta đảo tụy hoặc các bệnh làm suy yếu sản xuất insulin có thể dẫn đến bệnh tiểu đường type 1. Nhiễm virus hoặc các rối loạn tự miễn có thể tham gia vào việc phá hủy tế bào beta.